【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多纤芯光学纤维中用于安全性的冗余纤芯本申请要求2016年5月11日提交的标题为REDUNDANTCOREINMULTICOREOPTICALFIBERFORSAFETY”的第62/334,649号美国临时专利申请的优先权和权益,该临时专利申请通过引用以其全文并入本文中。
技术介绍
旋转多纤芯纤维已用于确定光学纤维的形状。具有四个纤芯的多纤芯纤维可以用于将纤维的变形分成两个弯曲角度(俯仰和摇摆)、一个扭转角度以及纤维伸长。这四个测量值构成四个自由度。这四个测量值(俯仰、摇摆、扭转以及伸长)还表示纤维在相对较小力的情况下可能发生的所有变形。在基于光纤的形状感测中,多信道分布式应变感测系统用于检测在多纤芯光学形状感测纤维内的若干纤芯中的每一个的应力的改变,所述多纤芯光学形状感测纤维如通过引用并入本文中的US8,773,650中所描述。多个分布式应变测量值通过方程组组合以产生物理测量值的集合,包含曲率应变、扭转应变以及轴向应变,如通过引用并入本文中的US8,531,655中所描述。这些物理测量值可以用于确定光学纤维的分布式形状和位置。用于形状感测纤维的一些应用针对形状感测输出的精确性和可靠性需要高置信度或安全性。示例应用为在精密制造、手术或其它环境中使用的机械臂。形状感测纤维应用的另一问题是无法预见或不可预测的误差,所述误差不包含在形状感测模型或模型假设中。示例误差包含光学和/或电子感测和处理电路的操作中的误差、连接纤维中的误差、例如加载错误的校准文件以校准形状感测系统的人为误差,以及通过由纤维经受的不包含在形状感测模型中的力造成的误差。已描述的一个此参数为纤维挤压。另 ...
【技术保护点】
1.一种用于测量光学纤维的干涉测量系统,所述光学纤维包含配置在所述纤维中的多个主要纤芯和配置在所述纤维中的辅助纤芯,所述系统包括:干涉检测电路,所述干涉检测电路经配置以检测与所述多个主要纤芯和所述辅助纤芯中的每一个相关联的测量干涉图案数据;以及数据处理电路,所述数据处理电路经配置以:基于所述多个主要纤芯的所检测的测量干涉图案数据来确定补偿参数,所述补偿参数补偿在所述多个主要纤芯的校准配置与所述多个主要纤芯的实际配置之间的变化,比较所述辅助纤芯的预测参数值与所述辅助纤芯的基于测量的参数值以产生比较结果,基于所述比较结果来确定所确定的补偿参数的不可靠性,以及响应于所述不可靠性来产生信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.11 US 62/334,6491.一种用于测量光学纤维的干涉测量系统,所述光学纤维包含配置在所述纤维中的多个主要纤芯和配置在所述纤维中的辅助纤芯,所述系统包括:干涉检测电路,所述干涉检测电路经配置以检测与所述多个主要纤芯和所述辅助纤芯中的每一个相关联的测量干涉图案数据;以及数据处理电路,所述数据处理电路经配置以:基于所述多个主要纤芯的所检测的测量干涉图案数据来确定补偿参数,所述补偿参数补偿在所述多个主要纤芯的校准配置与所述多个主要纤芯的实际配置之间的变化,比较所述辅助纤芯的预测参数值与所述辅助纤芯的基于测量的参数值以产生比较结果,基于所述比较结果来确定所确定的补偿参数的不可靠性,以及响应于所述不可靠性来产生信号。2.根据权利要求1所述的干涉测量系统,其中所述信号表示误差,所述误差包括:(a)所述检测电路或所述数据处理电路的操作中的误差,(b)光学纤维连接中的误差,(c)所述校准配置中的误差,或(d)通过由所述纤维经受的力造成的误差,由所述力造成的误差的补偿参数不通过所述数据处理电路确定。3.根据权利要求2所述的干涉测量系统,其中所述误差通过所述光学纤维的挤压造成。4.根据权利要求2所述的干涉测量系统,其中所述误差通过温度的改变造成。5.根据权利要求1所述的干涉测量系统,其中所述数据处理电路进一步经配置以将所述补偿参数应用到所述纤维的随后获得的测量干涉图案数据。6.根据权利要求1所述的干涉测量系统,其中所述预测参数值为所述辅助纤芯的预测相位,且所述基于测量的参数值为所述辅助纤芯的基于测量的相位。7.根据权利要求6所述的干涉测量系统,其中所述数据处理电路进一步经配置以通过以下操作来确定所述辅助纤芯的所述预测相位:计算在所述多个主要纤芯中的每一个中测得的相位的导数以获得多个相位导数;将所述多个相位导数乘以转换矩阵以获得预测辅助纤芯相位导数;以及对所述预测辅助纤芯相位导数进行积分以获得所述辅助纤芯的所述预测相位。8.根据权利要求1所述的干涉测量系统,其中所述数据处理电路进一步经配置以:基于所述检测的测量干涉图案数据来确定所述纤维的应变值,所述应变值对应于所述光学纤维上的轴向应变、弯曲应变以及扭转应变,以及基于所述纤维的所述应变值来确定所述光学纤维的形状。9.根据权利要求1所述的干涉测量系统,其中所述数据处理电路经配置以:基于所述检测的测量干涉图案数据来确定所述纤维的应变值,所述应变值对应于所述光学纤维上的轴向应变、弯曲应变、扭转应变以及温度应变,以及基于所述光学纤维的所述应变值来确定所述光学纤维的形状。10.根据权利要求1所述的干涉测量系统,其中所述数据处理电路进一步经配置以在所述不可靠性超过预定阈值时产生所述信号。11.根据权利要求1所述的干涉测量系统,其中所述信号表示所述不可靠性。12.根据权利要求1所述的干涉测量系统,其中所述干涉检测电路经配置以在所述光学纤维置于感测位置中时检测所述测量干涉图案数据。13.一种用于测量光学纤维的干涉测量方法,所述光学纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员:M·弗罗格特,D·吉福德,J·T·拉克罗克,P·罗伊,A·K·桑,
申请(专利权)人:直观外科手术操作公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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